DE2125375C3 - Electrode for a discharge lamp - Google Patents
Electrode for a discharge lampInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Elektrode für eine Entladungslampe, bestehend aus einem zylindrischenThe invention relates to an electrode for a discharge lamp, consisting of a cylindrical one
Ό Stab aus Wolfram, au/ dessen oberes Ende t.ine erste wendeiförmige Drahtwicklung aus gleichem Metall aufgesteckt und angeschweißt ist, wobei weitere Drahtwicklungen aus dem gleichen Metall vorgesehen sind, die zur ersten Wicklung koaxial angeordnet und teilweise um die erste Wicklung herum und umeinander gewickelt sind, und wobei innerhalb der Wicklungen und über dem Ende des zylindrischen Wolframstabes eine emittierende, Thorium enthaltene Tablette angeordnet ist.Ό Rod made of tungsten, au / whose upper end is a first helical wire winding made of the same metal is attached and welded, with further Wire windings made of the same metal are provided, which are arranged coaxially with the first winding and are partially wound around the first winding and around each other, and within the windings and An emitting tablet containing thorium is placed over the end of the cylindrical tungsten rod is.
-)fl Es ist eine Elektrode der genannten Art bekannt (DE-OS 19 49 946), bei welcher auf einen Stab eine erste Wendel der Wicklung mit Linksdrall aufgewickelt ist. auf die wiederum eine zweite Wendel mit Rechtsdrall aufgewickelt ist. Zwei weitere, längere Wendeln sind mit Linksdrall und mit Rechtsdrall aufgewickelt. In einer dickeren Wendel aus Wolfram ist ein Thorium enthaltendes Material eingebracht, und dieses Element ist in den von den<'.brigen Wendeln gebildeten, mit der Elektrode in Verbindung stehenden Raum eingesetzt.- ) fl An electrode of the type mentioned is known (DE-OS 19 49 946), in which a first helix of the winding is wound onto a rod with a left-hand twist. on which in turn a second helix is wound with a right-hand twist. Two further, longer spirals are wound with a left-hand twist and a right-hand twist. A material containing thorium is placed in a thicker coil made of tungsten, and this element is inserted in the space formed by the other coils and connected to the electrode.
ίο Die Herstellung einer solchen Elektrode ist aufwendig, insbesondere läßt sich die Tablette nicht unter hohem Druck pressen. ίο The production of such an electrode is complex, in particular the tablet cannot be pressed under high pressure.
Es ist auch eine Elektrode für Hochdruck-Quecksilberdampf-Entladungslampen bekannt (AT-PS 2 61 745),An electrode for high-pressure mercury vapor discharge lamps is also known (AT-PS 2 61 745),
J5 bei welcher eine sich erweiternde, mit ihrem Teil mit geringem Durchmesser auf einen Wolframstab aufgesteckte Wendel vorgesehen ist, in die ein Element eingesetzt ist. das aus einer zweiten Wendel aus Wolframdraht und einem eingebrachten. Thorium enthaltenden Material besteht, wobei das Thorium enthaltende Material in die Windungen der Wendel hineingreift. Wie bereits erwähnt, sind derartige aus einer Wendel aus Wolframdraht und einer Thorium enthaltendem Tablette bestehende emittierende EIe-J5 in which an expanding, with its part with small diameter attached to a tungsten rod helix is provided, in which an element is used. that from a second coil made of tungsten wire and one introduced. Thorium containing material, with the thorium-containing material in the turns of the coil reaching into it. As already mentioned, these are made of a coil made of tungsten wire and a thorium containing tablet existing emitting egg
*'' mente schwer herzustellen, und sie lassen sich nicht unter hohem Dru< k pressen. * '' Elements difficult to manufacture and they cannot be pressed under high pressure.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Elektrode für eine Entladungslampe der eingangs genannten Art zu schaffen, die einfach herstellbar istThe invention is based on the object of providing an electrode for a discharge lamp of the initially introduced to create said type that is easy to manufacture
>° und eine lange Lebensdauer hat. > ° and has a long service life .
Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die unter hohem Druck gesinterte Tablette auf dem oberen Ende des zylindrischen Wolframstabes und der ersten \Vicklung liegt, seitlich durch eine zweite Wicklung mitThis is achieved according to the invention in that the tablet sintered under high pressure on the upper The end of the cylindrical tungsten rod and the first \ Vicklung is located laterally through a second winding
'·' größerem Durchmesser als die erste Wicklung, deren unteres Ende auf das obere Ende der ersten Wicklung aufgeschraubt ist, gehallen ist, und nach oben hin durch eine dritte Wicklung mit gleichem Durchmesser wie die erste Wicklung, deren unteres Ende fest in das obere bn Ende der zweiten Wicklung eingeschraubt ist begrenzt ist.'·' Larger diameter than the first winding, the lower end of which is screwed onto the upper end of the first winding, and upwards through a third winding with the same diameter as the first winding, the lower end of which is firmly inserted into the upper bn The end of the second winding is screwed in is limited.
Auf diese Weise ist es möglieh, die Tablette fest in einem durch die Wicklungen gebildeten Raum zu halten, ohne daß diese in die Windungen einer der Wicklungen ft5 hineingreifen muß. Die Tabletten lassen sich somit in einfacher Weise herstellen. Bei der Herstellung kann ein sehr hoher Preßdruck aufgewendet werden. Aufgrund des sehr hohen Druckes beginnt das Thorium vomIn this way it is possible to hold the tablet firmly in a space formed by the windings without it having to reach into the windings of one of the windings ft5 . The tablets can thus be produced in a simple manner. A very high pressure can be applied during production. Due to the very high pressure, the thorium begins from the
Inneren der Tablette nach außen zu wandern, wobei diese Wanderung während der ganzen Lebensdauer der Entladungsröhre aufrechterhalten wird. Hierdurch wird eine sehr lange Lebensdauer erreicht.Inside the tablet to migrate outwards, this migration throughout the life of the tablet Discharge tube is maintained. This achieves a very long service life.
Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Refinements of the invention emerge from the subclaims.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben. In der Zeichnung zeigtAn embodiment of the invention is described in more detail below with reference to the drawing. In the drawing shows
F i g. 1 einen Schnitt durch eine Elektrode,F i g. 1 a section through an electrode,
F i g. 2 einzelne Elemente der Elektrode nach F i g. 1.F i g. 2 individual elements of the electrode according to FIG. 1.
Die Elektrode besteht aus einem Wolfram-Stab 1, an dessen Ende eine wendeiförmige Drahtwicklung 2 aus Wolfram angebracht und angeschweißt ist; eine Molybdänfolie 3, weiche dazu bestimmt ist, mit der elektrischen Verbindung zwischen Stromversorgung und Entladungslampe zugleich die Abdichtung der Einführung durch das Quarzglas zu gewährleisten, ist an dem unteren Teil des Wolfram-Stabes 1 angeschweißt; eine zweite wendeiförmige Drahtwicklung 4 aus Wolfram, deren unterer Teil auf den oberen Teil der ersten Wicklung aufgeschraubt und dort durch Anschweißen befestigt sein kann, trägt an ihrer"- unteren Teil außen eine Lage einer Drahtwicklung 5 und an ihrem oberen Teil eine innere Lage einer Drahtwicklung 6; oben am Stab 1, zwischen dem oberen Teil der Wicklung 2 und dem unteren Teil der Innenlage 6 der zweiten Wicklung 4 hat sich somit eine Kammer get ildet, in welcher zwei Scheiben 7 und 8 angeordnet sind, welche durch Sintern im wesentlichen aus Wolframpulver oder aus einem anderen, ein Skelett bildenden Metall, und aus anderen Stoffen erhalten werden, welche vollkommen mit dem Wolframpulver oder dem anderen Metall vor dem Sintern vermischt werden.The electrode consists of a tungsten rod 1, at the end of which a helical wire winding 2 is made Tungsten is attached and welded on; a molybdenum foil 3, which is intended to be used with the electrical connection between power supply and discharge lamp at the same time the sealing of the To ensure insertion through the quartz glass, is welded to the lower part of the tungsten rod 1; a second helical wire winding 4 made of tungsten, the lower part of which on the upper part of the first winding can be screwed and fixed there by welding, carries on their "- lower Part outside a layer of a wire winding 5 and on its upper part an inner layer of a wire winding 6; at the top of the rod 1, between the upper part of the winding 2 and the lower part of the inner layer 6 of the Second winding 4 has thus formed a chamber in which two disks 7 and 8 are arranged are, which by sintering essentially from tungsten powder or from another, a skeleton forming metal, and obtained from other substances, which are perfectly compatible with the tungsten powder or mixed with the other metal prior to sintering.
Die Scheibchen werden durch das Hineinschrauben der Wicklung 2 am Boden im Inneren der Wicklung 4 festgehalten, wobei die Wicklung 2 durch einen Schweißpunkt 9 an dem Wolframstab 1 fixiert ist Ein zweiter Schweißpunkt 10 fixiert endgültig alle einzelnen Teile im Bez'· g zueinander.The washers are screwed into the winding 2 on the bottom inside the winding 4 held, wherein the winding 2 is fixed by a welding point 9 on the tungsten rod 1 A Second welding point 10 finally fixes all individual parts in relation to one another.
Vor Fertigstellung durch das Schweißen des Stabes 1 auf die Molybdänfolie 3 werden die Elektroden einer thermischen Behandlung unterzogen, weiche diese für ihre Aufgabe entsprechend vorbereitet.Before completion by welding the rod 1 to the molybdenum foil 3, the electrodes are one subjected to thermal treatment, which prepares them accordingly for their task.
Sie ermöglichen es. Lampen mit einer leichten Selbsterregung zu erhalten, denn da. Jodid kommt im abgeschalteten Zustand nicht dazu, sich auf dem Emissions Scheibchen niederzuschlagen.They make it possible. To get lamps with a slight self-excitement, because there. Iodide comes in switched off state does not mean that it is reflected on the emission disc.
Während des Betriebes der Lampe bestimmt dieses feste Emissions-Scheibchin die Entladung im Zentrum der Elektrode.During the operation of the lamp, this fixed emission disk determines the discharge in the center the electrode.
Die Emirsion ist derart, daß die Temperatur der Elektrode verhältnismäßig niedrig bleibt, was nur eine geringe Verdampfung des Wolfram zur Folge hat.The emirion is such that the temperature of the electrode remains relatively low, which is only one low evaporation of the tungsten result.
Die Bildung des Thoriums, welche für eine gute Arbeitsweise der Lampe notwendig ist, wird durch langsame Gewinnung im Innersten des Scheibchens 7 quer durch das Wolframskelett gewährleistet, wobei dieses beispielsweise auf einer Temperatur von ungefähr 2100° gehalten werden kann.The formation of the thorium, which is necessary for the lamp to work properly, is achieved by slow recovery in the innermost part of the disc 7 guaranteed across the tungsten skeleton, with this can for example be kept at a temperature of approximately 2100 °.
Das Scheibchen 8 kann während des Betriebes eine zu dem Scheibchen 7 unterschiedliche Temperatur haben, beispielsweise etwa 1500°; es kann dazu bestimmt sein, eine andere Funktion als das Scheibchen 7 auszuführen, beispielsweise die eines Getters; es ist dann als Wolfram-Skelett ausgebildet, in welches beispielsweise Titan zugegeben ist odf-r alle anderen geeigneten Elemente. Während bei der Ausführung solcher Elektroden Einfachhei' mitgegeben ist, betrifft diese die Stoffe, weiche in die Zusammensetzung der Scheibchen gegeben werden können, ebenso sehr wie die Temperaturen, auf welche diese gehalten werden können, und sie erleichtern die Fertigstellung der empfindlichen Lampen und ermöglichen so dann eine industrielle Fertigung mit günstigen Bedingungen in Preis und ReproduzierbarkeitThe disc 8 can have a different temperature to the disc 7 during operation, for example about 1500 °; it can be designed to perform a different function than the disc 7, for example that of a getter; it is then designed as a tungsten skeleton, in which, for example Titanium is added or all other suitable elements. While in the execution of such Electrode simplicity is given, this concerns the substances, soft in the composition of the disc can be given, as well as the temperatures at which they are kept can, and they facilitate the completion of the sensitive lamps and thus enable a industrial production with favorable conditions in price and reproducibility
Das Scheibchen 8 beinhaltet Titan und liegt seitlich an der Stromzuführungsstelle, während das Scheibchen 7 Thoriumoxyd beeinhaltet und an der Bogenseite liegt; die beiden Scheibchen sind fest aneinandergepreßt, indem die Wolframwicklung 2 von unten her in die Wolfram wicklung 4 geschraubt ist.The disc 8 contains titanium and lies laterally at the power supply point, while the disc 7 Contains thorium oxide and lies on the side of the arch; the two discs are tightly pressed together, by screwing the tungsten winding 2 into the tungsten winding 4 from below.
Die beiden Scheibchen können außerdem fest miteinander durch einen Schweißpunkt verbunden werden, bevor sie in die Wolframwicklung 4 eingeführt werden. Das Ganze wird durch den Schweißpunkt 10 fixiert.The two discs can also be firmly connected to one another by means of a welding point before being introduced into the tungsten winding 4 will. The whole is fixed by the welding point 10.
Die in der Fig. 1 dargestellte An^dnung wird vor dem Anschweißen an die Molybdänioüe in einen Ofen gebracht und in einem Vakuum einer Temperatur von ungefähr 2000° ausgesetzt; eine bestimmte Menge einer Thoriumverbindung wird damit in Thorium umgewandelt und wird dadurch eine Erleichterung für die erste Zündung der Lampe erbringen.The application shown in FIG. 1 is before welding to the molybdenum tube in a furnace brought and exposed in a vacuum to a temperature of about 2000 °; a certain amount of one Thorium compound is thus converted into thorium and thereby becomes a relief for the first Provide ignition of the lamp.
Bei diesen beiden Scheibchen wird das Thorium und das Titan langsam aus dem Wolframskelett während derWith these two discs, the thorium and the titanium are slowly removed from the tungsten skeleton during the
ω Lebensdauer der Lampe herausgezogen.ω lamp life pulled out.
Das Emissions-Scheibchen mit Thorium gewährleistet ein leichtes Brennen und eine große Stabilität des Stromflusses mit einem Abfall von nur wenigen Prozenten bei einer Brenndauer von ca. 5000 Stunden;The emission disc with thorium ensures easy burning and great stability of the Current flow with a drop of only a few percent with a burning time of approx. 5000 hours;
J5 die Fabrikationstechnik erlaubt eine sehr genaue Dosierung des Thorium-Gehaltes in einem Scheibchen; es ist ebenso möglich, die Lebensdauer der Lampe um ein Vielfaches zu verlängern.J5 the manufacturing technique allows a very precise dosage of the thorium content in a disc; it is also possible to extend the service life of the lamp many times over.
Der durch das Sintern erhaltene Zustand der Oberfläche dieser beiden Scheibchen vermeidet während der ersten Zündung die wohl bekannte, daraus entstehende Verschlechterung und folglich durch die Pulverisierung das Schwarzwerden der inneren Wände des Brenners.The condition of the surface of these two discs obtained by the sintering prevents during the first ignition the well-known, resulting deterioration and consequently by the Pulverization the blackening of the inner walls of the burner.
« Diese beiden Scheibchen gewährleisten eine sehr große Stabilität des Bogens.“These two discs guarantee a great deal great stability of the bow.
Beispielsweise, jedoch nicht begrenzend, kann für eine Lampe von 2 kW das emittierende Stück mit Thorium als Scheibchen mit einem Durchmesser von 2,5 mm, einer Dicke von 0,65 mm und einem Gewicht von ungefähr 50 mg ausgebildet sein, wobei in dieser Zusammensetzung ungefähr 45 mg Wolframpulver mit einer Korngröße von einigen Mikron, 5 mg Thoriumoxid und 03 mg sehr fein zermahlenes Silizium er.lhaiieri ist.For example, but not by way of limitation, for a 2 kW lamp, the emitting piece can be with Thorium as a disc with a diameter of 2.5 mm, a thickness of 0.65 mm and a weight of approximately 50 mg, with approximately 45 mg of tungsten powder in this composition a grain size of a few microns, 5 mg thorium oxide and 03 mg very finely ground silicon er.lhaiieri is.
Die Mischung der Bestandteile wird vorher durchgeführt und sodann in den Behälter einer Formpresse eingeführt, wo die Mischung unter einem Druck von ungefähr 15 bis 20 Tonnen pro QuadratzentimeterThe mixing of the ingredients is carried out beforehand and then in the container of a molding press where the mixture is introduced under a pressure of approximately 15 to 20 tons per square centimeter
bo zusammengepreßt "'ird.bo compressed "'ird.
Ebenso als Beispiel und für die Lampe des gleichen Types mit 2 kW wird das das Titan enthaltene Stück durch ein Scheibchen gebildet, welches dip charakteristische Mechanik betreffend analog zu dem Vorherge*Also as an example and for the lamp of the same type with 2 kW the piece containing the titanium is used formed by a disk, which dip regarding characteristic mechanics analogous to the previous *
henden ausgeführt ist. Seine Zusammensetzung resultiert in einer Mischung von ungefähr 45 mg Wolfram und 10 bis 50% Titan-Pulver mit einer Korngröße von einigen Mikron. Die Anwendung des Titans ist nichtis executed. Its composition results in a mixture of approximately 45 mg of tungsten and 10 to 50% titanium powder with a grain size of a few microns. The application of titanium is not
beschränkt; die Elemente derselben Gruppe, wie Zirkon, Hafnium, Tantal, Vanadium und Niob sind für gute Ergebnisse geeignet.limited; the elements of the same group, such as zirconium, hafnium, tantalum, vanadium and niobium are for good results suitable.
Die Mischung WolfranvTitan ist für eine große Anzahl von Scheibchen vorbereitet und wird in dem Behälter einer Formpresse eingegeben, wo das Scheibchen unter dem gleichen Druck Von 15 bis 20 Tonnen ausgeformt wird.The WolfranvTitan mixture is prepared for a large number of slices and is used in the Container entered a molding press, where the disc under the same pressure From 15 to 20 tons is formed.
Diese beiden Arten von Scheibchen werden in einen Ofen gegeben, worin ein neutrales Gas zirkuliert, beispielsweise Argon, und werden auf eine Temperatur von ungefähr 1500° gebracht. Diese zweite Phase des Sinterns verleiht den Scheibchen eine besondere Festigkeit.These two types of discs are placed in an oven in which a neutral gas circulates, for example argon, and are brought to a temperature of approximately 1500 °. This second phase of the Sintering gives the discs a special strength.
Die so gesinterten Scheibchen besitzen einen sehr guten Oberflächen-Zustand ohne jegliche Rauhigkeit. Diese Art der Herstellung durch Sintern erlaubt den Verzicht auf die Verwendung eines Bindemittels.The disks sintered in this way have a very good surface condition without any roughness. This type of production by sintering makes it possible to dispense with the use of a binder.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
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